(Aquaculture.vn) – Vi khuẩn V. fortis gây bệnh trên tôm sú có các triệu chứng lâm sàng như chân bơi đỏ, ruột rỗng và gan tụy sưng to. Phân tích phiên mã bước đầu cho thấy cơ chế phản ứng của hệ thống miễn dịch ở tôm nhiễm bệnh. Vi khuẩn có độ nhạy cao với một số loại kháng sinh Polymyxin B, Tobramycin, Gentamicin, Cefepime, Cefoperazone và Streptomycin.
Trong công bố mới đây của Đại học Hải Dương Quảng Đông, Trung Quốc cơ chế đáp ứng của tôm sú đối với vi khuẩn Vibrio fortis từ góc độ miễn dịch. Các thử nghiệm về độ nhạy cảm với kháng sinh và phân tích dữ liệu phiên mã đã được tiến hành để đánh giá sự biểu hiện của các gen miễn dịch liên quan và tác dụng của các loại thuốc khác nhau đối với V. fortis. Các mẫu vi khuẩn được phân lập từ bể biofloc của cơ sở nghiên cứu sinh học biển Đông Hải của Đại học Hải Dương Quảng Đông.
Kết quả nghiên cứu
Phân loại vi khuẩn V. fortis
Kết quả cho thấy trình tự 16S rDNA của chủng Y6 tương tự trình tự của vi khuẩn V. diazotrophicus, V. alginolyticus, V. parahaemolyticus và các vi khuẩn Vibrio khác. Vì vậy, chủng Y6 có thể được đánh giá là thuộc loài Vibrio. Các trình tự của chủng Y6 phân lập được BLAST giải trình tự thông qua cơ sở dữ liệu NCBI và cho thấy sự tương đồng trình tự 100% giữa các gen của chủng Y6 và vi khuẩn V. fortis, do đó có thể xác định rằng chủng Y6 là V. fortis
Triệu chứng và nồng độ bán gây chết (LC50) của V. fortis trên tôm sú
Hình 1. Triệu chứng lâm sàng và thử nghiệm LC50
(A): So sánh các triệu chứng lâm sàng nhiễm vi khuẩn V. fortis trên tôm sú.
(B): Mối quan hệ giữa tỷ lệ sống của tôm và sự gia tăng nồng độ V. fortis.
(C): LC50 và độ tin cậy 95% đối với nhiễm vi khuẩn V. fortis trên tôm.
So với tôm sú khỏe mạnh, tôm bị nhiễm V. fortis có các triệu chứng rõ ràng, bao gồm chân bơi đỏ, ruột rỗng và gan tụy sưng to (Hình 1A). Số liệu thực nghiệm LC50 cho thấy tỷ lệ chết của tôm tăng lên khi tăng nồng độ V. fortis. Tỷ lệ chết của tôm được tiêm 1×108 CFU/mL V. fortis đạt 100% ở mức 24 hpi (Hình 1B). Sau khi nhiễm V. fortis, LC50 là 4,00×107, 2,24×107, 1,82×107, 1,41×107, 7,52×106 và 3,31×106 CFU/mL ở mức tương ứng là 16, 24, 32, 48, 128 và 144 hpi.
Thử nghiệm độ nhạy cảm với kháng sinh
Kết quả thử nghiệm độ nhạy cảm với kháng sinh được thể hiện ở Bảng 1. Nhìn chung, V. fortis kháng Ampicillin, Piperacillin, Cefazolin, Cefalothin và Cefoxitin. Rất nhạy với Polymyxin B, Tobramycin, Gentamicin, Cefepime, Cefoperazone và Streptomycin. Nhạy vừa phải với Ofloxacin, Cefuroxim, Amikacin, Kanamycin, Ceftazidime, Aztreonam, Cefotaxime và Ceftriaxone.
Bảng 1. Kết quả thí nghiệm độ nhạy kháng sinh
Giải trình tự phiên mã
Tổng số 525,84 M lượt đọc thô được tạo ra bằng cách giải trình tự phiên mã của 12 mẫu từ các nhóm thử nghiệm và nhóm đối chứng. Sau khi lọc ra các mối nối chất lượng thấp, nhiễm bẩn và hàm lượng base N cao chưa biết, thu được 514,95 M lượt đọc sạch, chiếm 97,93%. Trong đó, số lần đọc sạch là 128,51 và 129,14 M thu được ở nhóm thử nghiệm và đối chứng ở mức 24 hpi, cung cấp lần lượt 19,28 và 19,37 Gb nucleotide. Ở mức 48 hpi, số lần đọc sạch là 128,72 và 128,58 M thu được từ nhóm thử nghiệm và nhóm đối chứng, cung cấp lần lượt 19,31 và 19,29 Gb nucleotide. Độ dài bản phiên mã ≥3.000 nuleotide chiếm 29,13% tổng số bản phiên mã.
Xác định và phân tích DEG
Tổng cộng có 347 DEG đã được sàng lọc trong nghiên cứu này, bao gồm 214 gen điều hòa tăng và 133 gen điều hòa giảm. Ở mức 24 hpi, thu được 132 DEG, bao gồm 93 gen điều hòa tăng và 39 gen điều hòa giảm. Ở mức 48 hpi, nhóm nghiên cứu thu được 215 DEG, bao gồm 121 gen điều hòa tăng và 94 gen điều hòa giảm. Các phân tích GO và KEGG sau đây đã được thực hiện trên DEG.
Trong phân tích làm giàu GO, 36 gen được điều hòa tăng và 6 gen được điều hòa giảm đã được làm giàu và tham gia vào các quá trình sinh học trong nhóm thử nghiệm 24 giờ. Trong khi đó, 25 gen được điều hòa tăng và 13 gen được điều hòa giảm có liên quan đến các thành phần tế bào và 32 gen điều hòa tăng và 20 gen điều hòa giảm có liên quan đến chức năng phân tử. Trong nhóm thử nghiệm 48 giờ, 40 gen điều hòa tăng và 30 gen điều hòa giảm đã được làm giàu và tham gia vào các quá trình sinh học, 28 gen điều hòa tăng và 29 gen điều hòa giảm tham gia vào các thành phần tế bào và 53 gen điều hòa tăng và 35 gen điều hòa giảm có liên quan đến chức năng phân tử. Trong nhóm thử nghiệm 24 giờ, DEG chủ yếu tập trung vào “quá trình tế bào” và “quá trình trao đổi chất” trong danh mục quá trình sinh học. Trong danh mục thành phần tế bào, nó chủ yếu tập trung ở “thực thể giải phẫu tế bào”. Trong danh mục chức năng phân tử, nó chủ yếu được làm giàu ở chức năng “liên kết” và “kích hoạt xúc tác”.
Trong nhóm thử nghiệm 24 giờ, 93 con đường được KEGG làm gia tăng, trong đó có 3 con đường truyền tín hiệu có liên quan đến chức năng hệ thống miễn dịch. Nó bao gồm đường dẫn tín hiệu thụ thể giống NOD, đường dẫn tín hiệu Toll và Imd và đường dẫn tín hiệu thụ thể lectin loại C. Ngoài ra, các con đường liên quan đến chuyển hóa chất được làm gia tăng đáng kể, chẳng hạn như chuyển hóa Ascorbate và aldarate, chuyển hóa Pyrimidine, chuyển hóa Glutathione, chuyển hóa tinh bột và sucrose và chuyển hóa axit Arachidonic. Trong nhóm thử nghiệm 48 giờ, có 142 con đường được KEGG làm giàu, trong đó có 4 con đường truyền tín hiệu có liên quan đến chức năng hệ thống miễn dịch, bao gồm con đường truyền tín hiệu thụ thể giống RIG-I, con đường truyền tín hiệu Toll và Imd, con đường truyền tín hiệu thụ thể giống Toll và con đường truyền tín hiệu thụ thể giống NOD. Điều đáng chú ý là các con đường liên quan đến chuyển hóa chất cũng được làm gia tăng đáng kể. Bao gồm chuyển hóa Purine; chuyển hóa Taurine và hypotaurine; chuyển hóa tinh bột và sucrose; chuyển hóa Riboflavin và chuyển hóa axit Linoleic.
Tóm lại, nghiên cứu này thu được nồng độ bán gây chết LC50 của V. fortis bằng cách tiêm các nồng độ khác nhau của vi khuẩn V. fortis vào tôm sú. Phân tích phiên mã được thực hiện trên gan tụy của tôm sú bị nhiễm V. fortis và gan tụy của tôm khỏe mạnh, bước đầu cho thấy cơ chế phản ứng của hệ thống miễn dịch ở tôm nhiễm bệnh. Các gen và con đường truyền tín hiệu liên quan đến hệ thống miễn dịch và chức năng trao đổi chất được biểu hiện tăng đáng kể ở tôm. Đồng thời, xét nghiệm độ nhạy cảm với kháng sinh của V. fortis cũng tìm thấy một số loại thuốc kháng sinh có thể ức chế sự phát triển của loại vi khuẩn này.
ThS. Chinh Lê (Lược dịch)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
